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面内方向、面外方向とは何か?

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建築用語で面内と面外という言葉があります。主に構造設計で用いる言葉ですが、一般の方には馴染みが少ないかもしれません。


面内方向とは一体どこを向いているのか? 面外方向とは何向きなのか、今回は面内方向と面外方向の違いや、そもそも何か?ということを説明します。

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例えばどんな時に使用するのか?

構造設計では面内、面外という言葉を多く聞きます。例えば、


『この梁は面外方向に力を受けるから注意して』とか、『面内のせん断力を処理する』とか。


※例えば、地震力や風圧力が面外方向の力として作用します。地震力、風圧力の意味は下記をご覧ください。

地震力の算定方法と、簡単にわかるZ、Rt、Ai、Coの意味

風圧力とは?1分でわかる意味と計算、速度圧と風力係数、受圧面積との関係、風荷重との違い


なぜ、こんな言葉を使い分けるのか? そもそも構造設計は昔、平面ごとに部材を設計していました。例えばX方向のフレームを取り出して構造計算し、Y方向にあるフレームを取り出して、別々に計算したのです。


しかし、X方向フレームには、その面に対して直交に風圧力が作用することもあります。ですから、計算している面とは別の方向に力が作用する場合、それを定義する必要があるのです。※フレームの意味は、下記が参考になります。

建築のフレームとは?1分でわかる意味、構造形式、シェル、スペースフレームの関係

面内は考えている面の水平方向を意味する

今、X1通りのフレームの検討を行っているとします。面内というのは、今まさに計算しているX1通りの面のことです。


また、X通りに関する面内フレームとは、X通りに配置されているフレームのことです。同じく、Y通りに関する面内フレームは、Y通りに配置されているフレームです。


これを一言で言えば、考えている面の水平方向のことです。※水平の意味は下記が参考になります。

水平とは?1分でわかる意味、垂直との違い、水平方向、水平荷重との関係


例えば、スラブでも面内を使いますが、これは、スラブ面との水平方向と考えれば理解が早いでしょう。

面外は考えている面との直交方向を意味する

逆に面外は、考えている面との直交方向を意味します。いまX方向フレームを考えていて、その面外はY方向のことです。


Y方向の面外はX方向です。スラブの面外は、Z方向(階数の方向)を意味しています。


※直交の意味は下記をご覧ください。

直交とは?1分でわかる意味、垂直との違い、鉛直、水平、平行との関係

まとめ

面内方向は、考えている面の水平方向、面外方向は考えている面との直交方向だと覚えてくださいね。下記も併せて参考にしてください。

鉛直と垂直の違いは?1分でわかる意味、図の説明、鉛直方向、水平方向

水平とは?1分でわかる意味、垂直との違い、水平方向、水平荷重との関係

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